JP3626898B2

JP3626898B2 - Solid matter separator

Info

Publication number: JP3626898B2
Application number: JP2000172843A
Authority: JP
Inventors: 伸蔵方; 正広吉井; 肇阿片; 孝夫八木
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd; Kurimoto Ltd; Iwatani Corp
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd; Kurimoto Ltd; Iwatani Corp
Priority date: 2000-06-09
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2005-03-09
Anticipated expiration: 2020-06-09
Also published as: JP2001347298A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は固形物分離装置に関し、さらに詳しくは固形物を含んだ液体から固形物と液体を分離し、その内、少なくとも固形物を回収する固形物分離装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
塗装業界において有機溶剤は、多くの工程に使用され、この有機溶剤を含む廃棄物の処理が重要な問題となっている。このため、例えば、薄膜蒸留機を用いた廃棄物処理装置が提案されている。以下、この従来の廃棄物処理装置の処理動作について説明する。
【０００３】
まず、廃棄物は、装置の上部から、真空ポンプにより減圧状態に保たれた円筒状のケーシング内部へ供給される。ここで、ケーシングの外部には、中空のジャケットが設けられ、加圧蒸気によリケーシング内部が加熱され、また、ケ―シング内部には、複数のスクレーパを取り付けたシャフトが回転している。従って、シャフトの遠心力により、廃棄物は加熱されたケ−シング内壁に薄膜状態で塗布され、ケーシング内部の減圧及び加熱により、廃棄物から溶剤が蒸発する。最後に乾燥した固形物が回転するスクレーパにより剥離され、ケーシング下部から排出される。
上記従来技術以外にも、減圧状態で加熱することにより、廃棄塗料のような固形物を含んだ液体から固形物と液体を分離して、固形物を回収する装置が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記固形物分離装置では、下記のような課題がある。
分離された固形物を固形物排出口から排出するときに、分離装置内は減圧状態であるから、一度、固形物排出口を大気圧状態にした後、固形物を取り出すことが必要になる。このため分離装置内を減圧状態にした後、大気圧状態にする手間がかかり、生産性が悪い。
【０００５】
分離装置内部を大気圧に戻さずに固形物を排出するには、分離手段の排出口にパイプを接続し、該パイプに間隔を開けて上下に２個の弁を設け、分離装置から排出時には下側の弁を閉じた状態で上側の弁を開いて前期上下弁間のパイプ内に固形物をいったん保持し、次いで上側の弁を閉じて下側の弁を開くことにより前記パイプ内より固形物を回収する方法があるが、前記パイプ内が減圧状態で下側の弁を開いた場合、急激に空気が吹き込み蓄積した固形物が舞い上がって容易に排出できなくなったり、下側の弁を開く際にトルクが大きくなって操作が難しく、場合によっては下側の弁のシール部分が破損することがある。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、上記課題を解決できる、固形物分離装置を提供することにある。
具体的な目的の一例を示すと、以下の通りである。
(ａ)加熱かつ減圧条件下で固形物の分離を行う固形物分離装置において分離手段内の減圧状態を維持したままで、固形物を取り出すことができるようにする。
(ｂ)分離手段から連続的に固形物を取り出すことができるようにする。
(ｃ)固形物分離装置のメンテナンスにかかる労力を少なくして、長期間安定して、運転できるようにする。
なお、上記に記載した以外の発明の課題及びその解決手段は、後述する明細書内の記載において詳しく説明する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明を、例えば、本発明の実施の形態を示す図１から図５に基づいて説明すると、次のように構成したものである。
第１発明は、固形物を含む液体又はスラリーを供給口Ｔ１から供給し、該液体を減圧条件下で加熱、攪拌して液体を蒸発させて固形物と分離し、少なくとも固形物を固形物排出口Ｔ２から回収する固形物分離装置において、
前記固形物排出口Ｔ２に固形物回収通路７を接続し、その固形物回収通路７に、固形物排出口Ｔ２側から順に第１保護弁９、第１気密弁１０、第１蓄積部１５、第２保護弁１２、第２気密弁１３を設け、前記第１蓄積部１５には、気体供給口１８が設けられるとともに減圧装置２０が接続されて減圧状態と大気圧状態とを選択できるように構成したことを特徴とする。
【０００８】
第２発明は、固形物排出口Ｔ２より下流側で第１気密弁１０より上流側に第２蓄積部１６を設け、少なくとも第１蓄積部１５に蓄積された固形物を排出する時間中、固形物排出口Ｔ２から排出される固形物を第２蓄積部１６に蓄積するように構成したことを特徴とする。
【０００９】
第３発明は、第１保護弁９と第１気密弁１０の組、第２保護弁１２と第２気密弁１３の組において、保護弁９・１２上に蓄積された固形物を開弁により下流側へ移動させる場合は、気密弁、保護弁の順に開弁動作を行い、固形物回収通路７内を固形物が移動しているときに閉弁する場合は、保護弁、気密弁の順に閉弁動作を行うことを特徴とする。
【００１０】
第４発明は、前記第１蓄積部１５の容積を第２蓄積部１６の容積よりも大きく構成したことを特徴とする。
【００１１】
さらに、上記発明の構成について説明する。
前記固形物を含んだ液体としては、スラリー物や、液体を含んだ廃棄物などが例示できる。液体を含んだ廃棄物としては、廃棄塗料、活性汚泥などが例示できる。
分離手段としては、後述する図５で示されるスクリュー羽根２４・２５を供えたものや、公知の分離機構が採用できる。
なお、固形物回収通路７内の固形物の移動は重力によって行うことが好ましく、さらに、固形物回収通路７を鉛直に設け、固形物排出口Ｔ２から排出された固形物が自然落下して固形物回収通路７の出口から排出できる構成が好ましい。重力によって固形物の移動を行うことにより、搬送手段等を不要とすることも可能であり、これにより安価に構成することができる。
【００１２】
第２発明の形態としては、固形物排出口Ｔ２から排出される固形物を最初に第１蓄積部１５に蓄積し、少なくとも第１蓄積部１５に蓄積された固形物を排出する時間中、固形物排出口Ｔ２から排出される固形物を第２蓄積部１６に蓄積する形態が好ましい。
但し、固形物排出口Ｔ２から排出される固形物を最初に第２蓄積部１６に蓄積した後、第１気密弁１０を開いて、第２蓄積部１６に蓄積された固形物を減圧状態の第１蓄積部１５へ移動させ、その後、第１気密弁１０を閉じて第１蓄積部１５を大気圧状態にした後、第２気密弁１３を開けて固形物を排出する構成も適宜採用できる。
【００１３】
また、上記第１蓄積部１５に蓄積された固形物を排出する時間中に加えて、第１蓄積部１５を大気圧状態から減圧状態に移行する時間中（例えば、図４（Ｅ）参照）も、固形物排出口Ｔ２から排出される固形物を第２蓄積部１６に蓄積するように構成することで、分離手段２から常時、連続して固形物を排出することができる。
第４発明において、第１蓄積部１５の容積は第２蓄積部１６の容積の２倍程度に設定することが好ましい。
【００１４】
【作用及び効果】
第１発明において、前記固形物排出口Ｔ２から固形物を排出回収する場合、第２気密弁１３を閉じた状態で第１気密弁１０を開けると減圧状態の第１蓄積部１５に固形物が落下蓄積する。固形物が所定量たまると、第１気密弁１０を閉じ固形物が存在する第１蓄積部１５内に気体供給口１８から気体を供給して大気圧状態にする。
次いで、第１気密弁１０を閉じた状態で第２気密弁１３を開けると第１蓄積部１５内に固形物は大気圧下の外部に排出される。
このように、固形物の排出を、第１蓄積部１５内を減圧状態から大気圧状態にすることにより、固形物は舞い上がることなく容易に排出される。
固形物が排出されると、第１気密弁１０を閉じた状態で第２気密弁１３を閉じて第１蓄積部１５内を減圧装置２０により減圧状態に戻す。以後この操作を繰り返す。
また、第１気密弁の上流側に第１保護弁、第２気密弁の上流側に第２保護弁をそれぞれ配置してあることから、この第１保護弁、第２保護弁の存在により第１気密弁、第２気密弁の気密作用が低下することを抑制できるので、第１気密弁、第２気密弁の気密性を維持するためのメンテナンスにかかる労力を少なくすることができ、長期間安定して、運転できる。
【００１５】
第２発明であれば、少なくとも第１蓄積部に蓄積された固形物を排出する時間中、固形物排出口から排出される固形物を第２蓄積部で蓄積するように構成したので、第１蓄積部に蓄積された固形物を排出する時間中においても分離手段２の固形物排出口から固形物を排出し続けることができる。
【００１６】
第３発明であれば、上記のように開弁動作及び閉弁動作を行うことにより気密弁に固形物が付着する可能性を低減することができる。
第４発明であれば、前記第１蓄積部の容積を第２蓄積部の容積よりも大きく構成してあるので、第２蓄積部に蓄積された固形物を第１蓄積部に移動させる場合に、気密弁、保護弁において移動に伴う衝撃等の負担を小さくできる。
【００１７】
【実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明の第１実施形態を示す図である。この第１実施形態では、固形物分離装置を含む装置の一例として、廃棄物処理装置が示してある。
この廃棄物処理装置は、塗料生産設備から排出される液体状又はスラリー状の廃棄物、例えば、廃棄塗料、廃棄溶剤、濃縮廃棄溶剤、廃棄ワニス等を処理する場合に使用される。
【００１８】
図１に示すように、廃棄物処理装置は、調整槽１、分離機構を駆動するモータＭを備える分離手段２、コンデンサ３、溶剤回収槽４、固形物回収槽５、原料供給ポンプＰ１、真空ポンプＰ２、溶液回収ポンプＰ３、固形物回収通路７から構成してある。
分離手段２はケーシング内に分離機構を配設し、そのケーシングに供給口Ｔ１と、分離された固形物を排出する固形物排出口Ｔ２と、液体成分を含んだ気体を排出する通気口Ｔ３を備えている。
【００１９】
分離手段２の供給口Ｔ１には原料供給ポンプＰ１を介して調整槽１が接続してある。分離手段２の通気口Ｔ３はコンデンサ３に接続してある。コンデンサ３は真空ポンプＰ２に接続されるとともに、溶剤回収ポンプＰ３を介して溶液回収槽４に接続される。
分離手段２の固形物排出口Ｔ２は、固形物回収通路７を介して固形物回収槽５に接続してある。なお、図１中の実線の矢印は、所定の配管を示している。
【００２０】
まず、上記のように構成された廃棄物処理装置の、全体的な作用について説明する。
調整槽１は液体状又はスリラー状の廃棄物を所定の固形分濃度、例えば、固形分濃度３０〜５０％に調整する。原料供給ポンプＰ１は、所定の固形分濃度に調整された廃棄物を調整槽１から分離手段２へ送る。真空ポンプＰ２は、コンデンサ３を介して分離手段２の内部を高真空状態、例えば６.７〜１３.３ｋＰａに保持する。分離手段２は供給口Ｔ１から調整槽１で固形分濃度が調整された廃棄物を供給され、後述する分離機構により、真空状態で加熱及び攪拌しながら、廃棄物から溶剤を揮発化させるとともに供給口Ｔ１から固形物排出口Ｔ２まで廃棄物を搬送し、固形物と揮発化された溶剤に分離する。
コンンデンサ３には通気口Ｔ３を介して分離手段２内で揮発化した溶剤が供給され、揮発化した溶剤を液化させる。溶剤回収ポンプＰ３は液化された溶剤を溶剤回収槽４に送り、溶剤が回収される。
【００２１】
次に、固形物回収通路７の構成について説明する。
図１及び図２に示すように、固形物回収通路７は、固形物排出口Ｔ２に接続された第１排出パイプ８と、第１排出パイプ８の下端部に設けられた第１保護弁９と、第１保護弁９の下流に設けられた第１気密弁１０と、その第１気密弁１０の下流側に接続された第２排出パイプ１１と、第２排出パイプ１１の下端部に設けられた第２保護弁１２と、第２保護弁１２の下流に設けられた第２気密弁１３とを含んで構成してある。
【００２２】
第１保護弁９は、第１気密弁１０の気密シール面に固形物が付着することを抑制して第１気密弁１０を保護するために設けられ、第２保護弁１２は、第２気密弁１３の気密シール面に固形物が付着することを抑制して第２気密弁１３を保護するために設けられている。
第１気密弁１０は、第２排出パイプ１１内を大気圧状態にする場合に、第１気密弁１０より上流側を減圧状態に維持するための弁である。第２気密弁１３は第１気密弁１０より下流側で第２気密弁１３より上流側の空間、この実施形態の場合では第２排出パイプ１１内を減圧状態に維持するための弁である。また、この第２気密弁１３は第１気密弁１０を開弁して第１排出パイプ８内の空間と第２排出パイプ１１内の空間とが連通した状態において、第１排出パイプ内の空間と第２排出パイプ内１１の空間とを減圧状態に維持するための弁である。
【００２３】
また、この実施形態では、第１排出パイプ８内の空間が前述の第２蓄積部１６を構成し、第２排出パイプ１１内の空間が前述の第１蓄積部１５を構成する。
第１排出パイプ８の所定位置には、レベルセンサーＳ１を設置してある。このレベルセンサーＳ１は、第１保護弁９と第１気密弁１０が開いて、第１排出パイプ８内の固形物が落下すべきものが、第１排出パイプ８内に残留した場合に、この残留状態を検出するためのものである。第１保護弁９と第１気密弁１０が開いて一定時間が経過した後も第１排出パイプ８内に固形物を検出した場合は、所定の警報装置（警報サイレン、警報ランプ等）により警報を発するように構成してある。
第２排出パイプ１１にも同様のレベルセンサーＳ２を設置してある。
【００２４】
第２排出パイプ１１には、空気や窒素を供給する気体供給口１８に接続された気体供給装置１９と、第２排出パイプ１１内を減圧する真空ポンプ等の減圧装置２０が接続してあり、第２排出パイプ１１内を減圧状態と大気圧状態に選択できるようにしてある。この実施形態では第２排出パイプ１１に気体排出口を設けて減圧装置２０を接続したが、気体供給口１８に接続されている気体配管に三方弁等の切換え弁を接続し、切換え弁の一方ポートを気体供給装置１９に、他方ポートを減圧装置２０にそれぞれ連通接続するようにしてもよい。
【００２５】
第１・第２保護弁９・１２と第１・第２気密弁１０・１３は、排出パイプの通路面積を保護弁や気密弁で小さくしないため弁体の口径を排出パイプ口径と等しいもので構成してある。また、通路部分に弁体の回動軸及び開弁姿勢にある弁体が突出しないような構成にしてある。
なお、実機においては、保護弁として大阪機器製造株式会社のカットオフバルブを使用し、気密弁には同社製の無摺動式ボールフラップ弁を使用したが、前記形式に限定されない。
【００２６】
図３及び図４を参照しつつ、固形物の回収処理を弁の開閉動作を中心にして説明する。なお、図３及び図４では、弁が閉じている状態は×印で示してある。
まず、図３（Ａ）に示すように、第２気密弁１３より上流側を減圧状態にした状態から、第１保護弁９、第１気密弁１０を開け、かつ第２保護弁１２、第２気密弁１３を閉じた状態で、分離手段２の固形物排出口Ｔ２（図２参照）からほぼ単位時間当たり一定量で排出される固形物を、第２排出バルブ１１中の第２保護弁１２上に蓄積させる。
【００２７】
次に、図３（Ｂ）に示すように、一定時間経過後、ほぼ定量の固形物が第２保護弁１２上に蓄積されたときに、第１保護弁９、第１気密弁１０を閉じた状態にする。このとき、第１気密弁１０の気密シート面上に上流から落下する固形物を付着させないために、第１保護弁９、第１気密弁１０の順で閉弁動作を行う。第２保護弁１２上に蓄積される固形物の量は、自重により固形物が固まったり、橋形になって排出パイプの通過を妨げることを生じさせない量とする。
第１保護弁９、第１気密弁１０を閉じた状態にした時から、分離手段２から連続的に排出される固形物は、閉じられた第１保護弁９上に蓄積される。
【００２８】
次に、図３（Ｂ）に示した状態では、第２排出パイプ１１内は減圧状態であるから、図３（Ｃ）に示すように、気体供給口１８から空気、窒素ガス等を供給し、第２排出パイプ１１内を大気圧状態とする。
次に、第２排出パイプ１１内が大気圧状態になったことを確認した後、図４（Ｄ）に示すように、第２気密弁１３、第２保護弁１２を開いた状態にする。このとき、第２気密弁１３の気密シート面上に上流から落下する固形物を付着させないために、第２気密弁１３、第２保護弁１２の順で開弁動作を行う。
第２気密弁１３、第２保護弁１２を開いた状態にすることにより、第２排出パイプ１１内の固形物は重力により所定の固形物回収槽５（図２参照）に回収される。
【００２９】
次いで、固形物の排出処理が終了した後、図４（Ｅ）に示すように、第２保護弁１２、第２気密弁１３の順で弁を閉じる。このとき、第２排出パイプ１１内は大気圧状態のため、減圧装置２０（図２参照）を駆動して、第２排出パイプ１１内を分離手段２の減圧状態と同じ程度に減圧する。
【００３０】
次いで、第２排出パイプ１１内の真空度が分離手段内の真空度と同じになったことを確認して、第１気密弁１０、第１保護弁９の順で弁を開く。すると、第１保護弁９、第１気密弁１０を閉じた状態（前のステップにおける図３（Ｂ）の状態）から開くまでの間に、図４（Ｅ）に示すように固形物が第１保護弁９上に蓄積されているので、第１気密弁１０、第１保護弁９を開くことにより、その蓄積された固形物を第２保護弁１２上に落下させる。同時に、分離手段から排出されている固形物も第２保護弁１２上に落下し、蓄積される。
その後は、第１保護弁９、第１気密弁１０を閉じれば、図３（Ｂ）の状態になるので、以下、同様の処理を続ければ良い。
上記のような弁の開閉動作及び第２排出パイプ１１内の圧力の調整動作によって、分離手段の固形物排出口から、常時、連続して固形物を排出することができる。
【００３１】
なお、第２排出パイプ１１内の圧力の調整処理に要する時間を考慮して上記図３及び図４の処理が良好に行えるように、固形物排出口からの単位時間当たりの排出量、第１排出パイプ８の容量、第２排出パイプ１１の容量を適宜設定することは、言うまでもない。
【００３２】
図５は図１に示す分離手段内部の構成を示す概略図であり、以下、図５を参照しつつ分離手段の具体的構成について説明する。
図５に示すように、分離手段は、中空構造を有するケーシング２１と、一対の中空シャフト２２・２３、一対の中空スクリュー羽根２４・２５を備える。中空シャフト２２・２３はケーシング２１の内部に回転可能にかつ平行に水平設置され、互いに反対方向に回転する。中空スクリュー羽根２４・２５は、互いに噛み合うように対応する中空シャフト２２・２３に配設され、その内部が中空シャフト２２・２３の内部に連通している。
【００３３】
ケーシング２１の内部は、上記のように高真空状態に維持され、中空シャフト２２・２３及び中空スクリュー羽根２４・２５の内部並びにケーシング２１の中空部には、加熱媒体、例えば、１５０〜２００℃の熱媒オイルが図示しない熱媒装置から供給される。分離手段２内に供給された廃棄物は、中空スクリュー羽根２４・２５の回転により上流側から下流側へ、即ちその位相進行方向（図５中左側から右側の方向）へ送られながら攪拌される。このとき、廃棄物は高真空の状態で、中空シャフト２２・２３及び中空スクリュー羽根２４・２５の内部並びにケーシング２１の中空部を流れる加熱媒体により加熱され、廃棄物から溶剤が揮発する。この結果、高真空かつ高温で効率良く溶剤を揮発化させるとができるとともに、溶剤が揮発化して固形分濃度が高くなっても一対の中空スクリュー羽根２４・２５により十分に攪拌しながら、最終的に乾燥した固形物とすることができ、固形分濃度が高い廃棄物でも十分に固形物と溶剤とに分離して処理することができる。
【００３４】
なお、中空スクリュー羽根２４・２５の外周縁の所定角度毎に接線方向の弦月状の切欠部を設けてもよい。この場合、中空スクリュー羽根２４・２５の上部の廃棄物は、一方の中空スクリュー羽根の切欠部が他方の中空スクリュー羽根の谷部と対向するとき、この切欠部から中空スクリュー羽根２４・２５の下部に流れ込み、廃棄物の搬送が一時的に停止される。停止された廃棄物は、搬送されることなく、一方の中空スクリュー羽根が一回転した後、切欠部のない部分より後方から搬送される廃棄物により押し出され、さらに前方に搬送される。この結果、廃棄物の分離手段内の滞留時間を十分に取ることができ、廃棄物を十分に固形物と溶剤に分離することができる。
【００３５】
また、上記の切欠部の回転方向後方の中空スクリュー羽根２４・２５の外周面上にスクレーパ用の突起を設けてもよい。この場合、ケーシング１の内周面に押し付けられる廃棄物は、この突起により掻き取られ、中空スクリュー羽根２４・２５の外周面に対する廃棄物の摩擦は、突起のない場合に比較して低減され、装置の信頼性及び寿命を向上させることができる。
【００３６】
さらに、第１排出パイプ８及び第２排出パイプ１１に配置するレベルセンサーＳ１、Ｓ２としては、静電容量型レベルセンサー、振動型レベルセンサー、放射線型レベルセンサー、音叉型レベルセンサー等のレベルセンサーを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す図であり、廃棄物処理装置のブロック図である。
【図２】図２は固形物分離装置に係る固形物回収通路の一部切欠正面図である。
【図３】図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はそれぞれ固形物を回収通路を介して排出する過程を示す図である。
【図４】図４（Ｄ）（Ｅ）はそれぞれ固形物を回収通路を介して排出する過程を示す図である。
【図５】図５は本実施形態に係る分離手段の横断面図である。
【符号の説明】
Ｔ１…供給口、Ｔ２…固形物排出口、２…分離手段、７…固形物回収通路、９…第１保護弁、１０…第１気密弁、１２…第２保護弁、１３…第２気密弁、１５…第１蓄積部、１６…第２蓄積部、１８…気体供給口、２０…減圧装置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solid matter separation device, and more particularly to a solid matter separation device that separates a solid matter and a liquid from a liquid containing a solid matter, and collects at least the solid matter.
[0002]
[Prior art]
Organic solvents are used in many processes in the coating industry, and disposal of waste containing these organic solvents has become an important issue. For this reason, for example, a waste treatment apparatus using a thin film distiller has been proposed. Hereinafter, the processing operation of this conventional waste processing apparatus will be described.
[0003]
First, waste is supplied from the upper part of the apparatus to the inside of a cylindrical casing kept under reduced pressure by a vacuum pump. Here, a hollow jacket is provided outside the casing, the inside of the casing is heated by pressurized steam, and a shaft with a plurality of scrapers attached is rotating inside the casing. Accordingly, the waste is applied in a thin film state to the heated casing inner wall by the centrifugal force of the shaft, and the solvent evaporates from the waste by the decompression and heating inside the casing. Finally, the dried solid matter is peeled off by a rotating scraper and discharged from the lower part of the casing.
In addition to the above-described prior art, there has been proposed an apparatus for separating a solid and a liquid from a liquid containing a solid such as a waste paint and recovering the solid by heating in a reduced pressure state.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the solid matter separation device has the following problems.
When the separated solid matter is discharged from the solid matter discharge port, the inside of the separation apparatus is in a reduced pressure state. Therefore, after the solid matter discharge port is once brought into the atmospheric pressure state, it is necessary to take out the solid matter. For this reason, after making the inside of a separator into a pressure-reduced state, it takes time and effort to bring it into an atmospheric pressure state, and productivity is poor.
[0005]
In order to discharge the solid matter without returning the inside of the separation apparatus to atmospheric pressure, a pipe is connected to the discharge port of the separation means, and two valves are provided at the top and the bottom of the pipe so as to discharge from the separation apparatus. With the lower valve closed, the upper valve is opened to temporarily hold solids in the pipe between the upper and lower valves, and then the upper valve is closed and the lower valve is opened to solidify the pipe from the inside of the pipe. There is a method to collect the material, but if the lower valve is opened while the pipe is under reduced pressure, the solid material that has blown in suddenly rises and cannot be easily discharged, or the lower valve is opened. When the torque is increased, the operation is difficult. In some cases, the seal portion of the lower valve may be damaged.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a solid matter separation device that can solve the above problems.
An example of a specific purpose is as follows.
(a) In a solids separation apparatus that separates solids under heating and reduced pressure conditions, the solids can be taken out while maintaining the reduced pressure state in the separation means.
(b) The solid matter can be continuously taken out from the separation means.
(c) To reduce the labor required for maintenance of the solid separation device and to enable stable operation over a long period of time.
The problems of the invention other than those described above and the means for solving them will be described in detail in the description in the specification to be described later.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
For example, the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5 showing an embodiment of the present invention.
In the first invention, a liquid or slurry containing a solid substance is supplied from a supply port T1, and the liquid is heated and stirred under reduced pressure conditions to evaporate the liquid and separate from the solid substance. In the solids separation device recovered from the outlet T2,
A solid matter recovery passage 7 is connected to the solid matter discharge port T2, and a first protection valve 9, a first airtight valve 10, a first accumulation unit 15, in order from the solid matter discharge port T2 side to the solid matter recovery passage 7, A second protection valve 12 and a second airtight valve 13 are provided, and a gas supply port 18 is provided in the first accumulation unit 15 and a decompression device 20 is connected so that a decompression state and an atmospheric pressure state can be selected. It is characterized by comprising.
[0008]
In the second invention, the second accumulating portion 16 is provided downstream from the solid matter discharge port T2 and upstream from the first airtight valve 10, and at least during the time when the solid matter accumulated in the first accumulating portion 15 is discharged. The present invention is characterized in that the solid material discharged from the material discharge port T2 is stored in the second storage unit 16.
[0009]
In the third invention, in the set of the first protection valve 9 and the first airtight valve 10 and the set of the second protection valve 12 and the second airtight valve 13, the solid matter accumulated on the protection valves 9 and 12 is opened. When moving to the downstream side, the valve-opening operation is performed in the order of the airtight valve and the protective valve. When the solid material is moving in the solid material recovery passage 7, the valve is closed in the order of the protective valve and the airtight valve. A valve closing operation is performed.
[0010]
The fourth invention is characterized in that the volume of the first storage unit 15 is configured to be larger than the volume of the second storage unit 16 .
[0011]
Furthermore, the structure of the said invention is demonstrated.
Examples of the liquid containing the solid matter include a slurry and a waste containing the liquid. Examples of the waste containing liquid include waste paint and activated sludge.
As the separating means, those provided with screw blades 24 and 25 shown in FIG.
In addition, it is preferable to perform the movement of the solid matter in the solid matter recovery passage 7 by gravity. Furthermore, the solid matter recovery passage 7 is provided vertically, and the solid matter discharged from the solid matter discharge port T2 is naturally dropped and solidified. A configuration that can be discharged from the outlet of the object recovery passage 7 is preferable. By moving the solid matter by gravity, it is possible to eliminate the need for a conveying means and the like.
[0012]
As a form of the second invention, the solid matter discharged from the solid matter discharge port T2 is first accumulated in the first accumulation unit 15, and at least during the time when the solid matter accumulated in the first accumulation unit 15 is discharged. A form in which the solid matter discharged from the material discharge port T2 is stored in the second storage unit 16 is preferable.
However, after the solid matter discharged from the solid matter discharge port T2 is first accumulated in the second accumulation unit 16, the first hermetic valve 10 is opened, and the solid matter accumulated in the second accumulation unit 16 is reduced. It is also possible to adopt a configuration in which the first storage unit 15 is moved, and then the first airtight valve 10 is closed to bring the first storage unit 15 to atmospheric pressure, and then the second airtight valve 13 is opened to discharge the solid matter. .
[0013]
Further, in addition to the time for discharging the solid matter accumulated in the first accumulation unit 15, the time for shifting the first accumulation unit 15 from the atmospheric pressure state to the reduced pressure state (for example, see FIG. 4E). In addition, by configuring the solid matter discharged from the solid matter discharge port T2 to be accumulated in the second accumulation unit 16, the solid matter can be continuously discharged from the separation unit 2.
In the fourth invention, the volume of the first accumulation unit 15 is preferably set to about twice the volume of the second accumulation unit 16.
[0014]
[Action and effect]
In the first invention, when discharging and collecting solid matter from the solid matter discharge port T2, if the first airtight valve 10 is opened while the second airtight valve 13 is closed, the solid matter is in the first accumulating portion 15 in the reduced pressure state. Accumulate falling. When a predetermined amount of solid matter accumulates, the first airtight valve 10 is closed, and gas is supplied from the gas supply port 18 into the first accumulation unit 15 where the solid matter is present, so that the atmospheric pressure state is obtained.
Next, when the second airtight valve 13 is opened with the first airtight valve 10 closed, the solid matter in the first accumulation unit 15 is discharged to the outside under atmospheric pressure.
In this way, by discharging the solid matter from the reduced pressure state to the atmospheric pressure state, the solid matter is easily discharged without rising.
When the solid matter is discharged, the second airtight valve 13 is closed with the first airtight valve 10 closed, and the inside of the first accumulation unit 15 is returned to the decompressed state by the decompression device 20. Thereafter, this operation is repeated.
In addition, since the first protective valve is disposed upstream of the first airtight valve and the second protective valve is disposed upstream of the second airtight valve, the first protective valve and the second protective valve are provided. Since it can suppress that the airtight effect | action of 1 airtight valve and a 2nd airtight valve falls, the labor concerning the maintenance for maintaining the airtightness of a 1st airtight valve and a 2nd airtight valve can be reduced, and it is long-term. You can drive stably.
[0015]
According to the second invention, since the solid matter discharged from the solid matter discharge port is accumulated in the second accumulation unit at least during the time for discharging the solid matter accumulated in the first accumulation unit. The solid matter can be continuously discharged from the solid matter discharge port of the separating means 2 even during the time for discharging the solid matter accumulated in the accumulation unit .
[0016]
If it is the 3rd invention, the possibility that a solid substance will adhere to an airtight valve can be reduced by performing valve opening operation and valve closing operation as mentioned above.
If it is the 4th invention, since the volume of the 1st accumulation part is constituted larger than the volume of the 2nd accumulation part, when moving the solid matter accumulated in the 2nd accumulation part to the 1st accumulation part Further, it is possible to reduce a burden such as an impact accompanying movement in the airtight valve and the protective valve.
[0017]
Embodiment
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention. In the first embodiment, a waste treatment device is shown as an example of a device including a solid matter separation device.
This waste treatment apparatus is used when treating liquid or slurry waste discharged from a paint production facility, for example, waste paint, waste solvent, concentrated waste solvent, waste varnish and the like.
[0018]
As shown in FIG. 1, the waste treatment apparatus includes an adjustment tank 1, separation means 2 having a motor M that drives a separation mechanism, a capacitor 3, a solvent recovery tank 4, a solid matter recovery tank 5, a raw material supply pump P 1, a vacuum The pump P2, the solution recovery pump P3, and the solid material recovery passage 7 are included.
The separation means 2 has a separation mechanism disposed in the casing, and has a supply port T1, a solid material discharge port T2 for discharging the separated solid material, and a ventilation port T3 for discharging a gas containing a liquid component. I have.
[0019]
The adjustment tank 1 is connected to the supply port T1 of the separation means 2 via a raw material supply pump P1. The vent T3 of the separating means 2 is connected to the capacitor 3. The capacitor 3 is connected to the vacuum pump P2 and is connected to the solution recovery tank 4 via the solvent recovery pump P3.
The solid matter discharge port T <b> 2 of the separation unit 2 is connected to the solid matter collection tank 5 via the solid matter collection passage 7. In addition, the solid line arrow in FIG. 1 has shown predetermined piping.
[0020]
First, the overall operation of the waste disposal apparatus configured as described above will be described.
The adjustment tank 1 adjusts liquid or thriller-like waste to a predetermined solid content concentration, for example, a solid content concentration of 30 to 50%. The raw material supply pump P <b> 1 sends waste adjusted to a predetermined solid content concentration from the adjustment tank 1 to the separation unit 2. The vacuum pump P <b> 2 holds the inside of the separation unit 2 through the capacitor 3 in a high vacuum state, for example, 6.7 to 13.3 kPa. Separation means 2 is supplied with waste whose solid content concentration is adjusted in adjustment tank 1 from supply port T1, and volatilizes the solvent from the waste and supplies it while heating and stirring in a vacuum state by a separation mechanism described later. Waste is transported from the mouth T1 to the solid matter outlet T2, and separated into solid matter and a volatile solvent.
The condenser 3 is supplied with the solvent volatilized in the separation means 2 through the vent T3, and the volatilized solvent is liquefied. The solvent recovery pump P3 sends the liquefied solvent to the solvent recovery tank 4 to recover the solvent.
[0021]
Next, the configuration of the solid matter recovery passage 7 will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the solid material recovery passage 7 includes a first discharge pipe 8 connected to the solid material discharge port T <b> 2 and a first protection valve 9 provided at the lower end of the first discharge pipe 8. A first airtight valve 10 provided downstream of the first protection valve 9, a second discharge pipe 11 connected to the downstream side of the first airtight valve 10, and a lower end portion of the second discharge pipe 11. The second protective valve 12 and the second airtight valve 13 provided downstream of the second protective valve 12 are configured.
[0022]
The first protection valve 9 is provided to protect the first airtight valve 10 by suppressing the solid matter from adhering to the airtight seal surface of the first airtight valve 10, and the second protection valve 12 is provided with the second airtight valve 12. It is provided to protect the second airtight valve 13 by suppressing the solid matter from adhering to the airtight seal surface of the valve 13.
The first airtight valve 10 is a valve for maintaining the upstream side of the first airtight valve 10 in a reduced pressure state when the second discharge pipe 11 is brought into an atmospheric pressure state. The second airtight valve 13 is a valve for maintaining the space in the downstream side of the first airtight valve 10 and the upstream side of the second airtight valve 13, that is, in the case of this embodiment, in the second discharge pipe 11 in a reduced pressure state. The second airtight valve 13 opens the first airtight valve 10 so that the space in the first discharge pipe 8 communicates with the space in the first discharge pipe 8 and the space in the second discharge pipe 11. And a space for maintaining the space in the second discharge pipe 11 in a reduced pressure state.
[0023]
Moreover, in this embodiment, the space in the 1st discharge pipe 8 comprises the above-mentioned 2nd storage part 16, and the space in the 2nd discharge pipe 11 comprises the above-mentioned 1st storage part 15. FIG.
A level sensor S1 is installed at a predetermined position of the first discharge pipe 8. This level sensor S1 is used when the first protection valve 9 and the first airtight valve 10 are opened and the solid matter in the first discharge pipe 8 is to be dropped and remains in the first discharge pipe 8. It is for detecting a state. When solid matter is detected in the first discharge pipe 8 even after the first protective valve 9 and the first airtight valve 10 are opened and a certain time has elapsed, an alarm is given by a predetermined alarm device (alarm siren, alarm lamp, etc.). It is configured to emit.
A similar level sensor S2 is also installed in the second discharge pipe 11.
[0024]
A gas supply device 19 connected to a gas supply port 18 for supplying air and nitrogen and a pressure reducing device 20 such as a vacuum pump for reducing the pressure inside the second discharge pipe 11 are connected to the second discharge pipe 11. The inside of the second discharge pipe 11 can be selected between a reduced pressure state and an atmospheric pressure state. In this embodiment, a gas discharge port is provided in the second discharge pipe 11 and the decompression device 20 is connected. However, a switching valve such as a three-way valve is connected to the gas pipe connected to the gas supply port 18, and one of the switching valves is connected. The port may be connected to the gas supply device 19 and the other port may be connected to the decompression device 20.
[0025]
The first and second protection valves 9 and 12 and the first and second airtight valves 10 and 13 have a valve body diameter equal to the discharge pipe diameter so that the passage area of the discharge pipe is not reduced by the protection valve or the airtight valve. It is configured. Further, the valve shaft is configured such that the rotation shaft of the valve body and the valve body in the valve opening posture do not protrude from the passage portion.
In the actual machine, a cut-off valve manufactured by Osaka Equipment Manufacturing Co., Ltd. was used as the protective valve, and a non-sliding ball flap valve manufactured by the same company was used as the airtight valve. However, the present invention is not limited to this type.
[0026]
With reference to FIGS. 3 and 4, the solid collection process will be described focusing on the opening and closing operation of the valve. In FIGS. 3 and 4, the state where the valve is closed is indicated by a cross.
First, as shown in FIG. 3 (A), the first protective valve 9 and the first airtight valve 10 are opened and the second protective valve 12 and the second 2 With the airtight valve 13 closed, the second protective valve in the second discharge valve 11 discharges the solid matter discharged from the solid matter discharge port T2 (see FIG. 2) of the separating means 2 at a substantially constant amount per unit time. 12 is accumulated.
[0027]
Next, as shown in FIG. 3B, when a substantially fixed amount of solid matter is accumulated on the second protection valve 12 after a predetermined time has elapsed, the first protection valve 9 and the first airtight valve 10 are closed. To the state. At this time, the first protective valve 9 and the first airtight valve 10 are closed in order in order to prevent the solid matter falling from the upstream from adhering to the airtight sheet surface of the first airtight valve 10. The amount of the solid accumulated on the second protection valve 12 is an amount that does not cause the solid to solidify due to its own weight, or to form a bridge and prevent the passage of the discharge pipe.
Since the first protection valve 9 and the first airtight valve 10 are closed, the solid matter continuously discharged from the separating means 2 is accumulated on the closed first protection valve 9.
[0028]
Next, in the state shown in FIG. 3B, since the inside of the second discharge pipe 11 is in a decompressed state, air, nitrogen gas or the like is supplied from the gas supply port 18 as shown in FIG. Then, the inside of the second discharge pipe 11 is set to an atmospheric pressure state.
Next, after confirming that the inside of the second discharge pipe 11 is in the atmospheric pressure state, as shown in FIG. 4D, the second airtight valve 13 and the second protection valve 12 are opened. At this time, the second airtight valve 13 and the second protective valve 12 are opened in order in order to prevent the solid matter falling from the upstream from adhering to the airtight sheet surface of the second airtight valve 13.
By making the 2nd airtight valve 13 and the 2nd protection valve 12 into the open state, the solid substance in the 2nd discharge pipe 11 is collect | recovered by the gravity to the predetermined solid substance collection tank 5 (refer FIG. 2).
[0029]
Next, after the solid discharge process is finished, the second protective valve 12 and the second airtight valve 13 are closed in this order, as shown in FIG. At this time, since the inside of the second discharge pipe 11 is in the atmospheric pressure state, the decompression device 20 (see FIG. 2) is driven to decompress the inside of the second discharge pipe 11 to the same extent as the decompression state of the separation means 2.
[0030]
Next, after confirming that the degree of vacuum in the second discharge pipe 11 is the same as the degree of vacuum in the separating means, the first airtight valve 10 and the first protective valve 9 are opened in this order. Then, during the period from when the first protective valve 9 and the first airtight valve 10 are closed (the state shown in FIG. 3B in the previous step) to the opening, the solid matter is first changed as shown in FIG. Since the first protective valve 9 is accumulated, the accumulated solid matter is dropped onto the second protective valve 12 by opening the first airtight valve 10 and the first protective valve 9. At the same time, the solid matter discharged from the separation means also falls on the second protection valve 12 and is accumulated.
After that, if the first protection valve 9 and the first airtight valve 10 are closed, the state shown in FIG. 3B is obtained.
By the opening / closing operation of the valve and the operation of adjusting the pressure in the second discharge pipe 11 as described above, the solid matter can be continuously and continuously discharged from the solid matter discharge port of the separation means.
[0031]
Note that the discharge amount per unit time from the solid discharge port, the first amount, so that the processing of FIG. 3 and FIG. 4 can be satisfactorily performed in consideration of the time required for adjusting the pressure in the second discharge pipe 11. It goes without saying that the capacity of the discharge pipe 8 and the capacity of the second discharge pipe 11 are appropriately set.
[0032]
FIG. 5 is a schematic diagram showing the internal structure of the separating means shown in FIG. 1, and the specific structure of the separating means will be described below with reference to FIG.
As shown in FIG. 5, the separating means includes a casing 21 having a hollow structure, a pair of hollow shafts 22 and 23, and a pair of hollow screw blades 24 and 25. The hollow shafts 22 and 23 are horizontally and rotatably installed in the casing 21 and rotate in opposite directions. The hollow screw blades 24 and 25 are disposed on the corresponding hollow shafts 22 and 23 so as to mesh with each other, and the inside thereof communicates with the inside of the hollow shafts 22 and 23.
[0033]
The inside of the casing 21 is maintained in a high vacuum state as described above, and a heating medium, for example, 150 to 200 ° C. is provided in the hollow shafts 22 and 23 and the hollow screw blades 24 and 25 and in the hollow portion of the casing 21. Heat medium oil is supplied from a heat medium device (not shown). The waste supplied in the separation means 2 is stirred while being sent from the upstream side to the downstream side by the rotation of the hollow screw blades 24 and 25, that is, in the phase traveling direction (from the left side to the right side in FIG. 5). . At this time, the waste is heated by a heating medium flowing through the hollow shafts 22 and 23 and the hollow screw blades 24 and 25 and the hollow portion of the casing 21 in a high vacuum state, and the solvent volatilizes from the waste. As a result, it is possible to efficiently volatilize the solvent at high vacuum and high temperature, and even if the solvent volatilizes and the solid content concentration becomes high, the final stirring is performed while sufficiently stirring with the pair of hollow screw blades 24 and 25. The solid matter can be made into a dry solid matter, and even a waste having a high solid content concentration can be sufficiently separated into a solid matter and a solvent for treatment.
[0034]
In addition, you may provide the chord-like notch part of a tangential direction for every predetermined angle of the outer periphery of the hollow screw blade | wing 24 * 25. In this case, when the cutout portion of one hollow screw blade is opposed to the valley portion of the other hollow screw blade, the waste above the hollow screw blades 24 and 25 extends from the cutout portion to the lower portion of the hollow screw blades 24 and 25. The transport of waste is temporarily stopped. The stopped waste is not transported, and after one hollow screw blade is rotated once, it is pushed out by the waste transported from the rear from the portion without the notch, and is transported further forward. As a result, a sufficient residence time in the waste separation means can be taken, and the waste can be sufficiently separated into a solid and a solvent.
[0035]
Moreover, you may provide the protrusion for scrapers on the outer peripheral surface of the hollow screw blade | wing 24 * 25 of the rotation direction back of said notch part. In this case, the waste pressed against the inner peripheral surface of the casing 1 is scraped off by this protrusion, and the friction of the waste against the outer peripheral surface of the hollow screw blades 24 and 25 is reduced as compared with the case without the protrusion, The reliability and lifetime of the device can be improved.
[0036]
Further, as the level sensors S1 and S2 disposed in the first discharge pipe 8 and the second discharge pipe 11, level sensors such as a capacitance type level sensor, a vibration type level sensor, a radiation type level sensor, and a tuning fork type level sensor are used. Can be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention, and is a block diagram of a waste disposal apparatus.
FIG. 2 is a partially cutaway front view of a solid material collection passage according to the solid material separation device.
FIGS. 3A, 3B, and 3C are views showing a process of discharging solid matter through a recovery passage.
4 (D) and 4 (E) are diagrams showing a process of discharging solid matter through a recovery passage.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the separating means according to the present embodiment.
[Explanation of symbols]
T1 ... supply port, T2 ... solid matter discharge port, 2 ... separating means, 7 ... solid matter recovery passageway, 9 ... first protection valve, 10 ... first airtight valve, 12 ... second protection valve, 13 ... second airtightness Valve, 15 ... 1st accumulation | storage part, 16 ... 2nd accumulation | storage part, 18 ... Gas supply port, 20 ... Depressurization apparatus.

Claims

A liquid or slurry containing solids is supplied from the supply port (T1), and the liquid is heated and stirred under reduced pressure conditions to evaporate the liquid and separate from the solids. At least the solids are discharged from the solids discharge port (T2). In the solids separation device recovered from
A solid matter recovery passageway (7) is connected to the solid matter discharge port (T2), and a first protection valve ( 9 ) , a first protection valve are sequentially connected to the solid matter recovery passageway (7) from the solid matter discharge port (T2) side. An airtight valve (10), a first accumulator (15), a second protection valve ( 12 ) , and a second airtight valve (13) are provided, and a gas supply port (18) is provided in the first accumulator (15). A solid matter separation device, characterized in that it is provided and configured to be connected to a decompression device (20) to select a decompressed state or an atmospheric pressure state.

The solids separating apparatus according to claim 1, wherein a second accumulating part (16) is provided downstream of the solids discharge port (T2) and upstream of the first airtight valve (10), and at least the first accumulating part. A solid matter separation device configured to accumulate the solid matter discharged from the solid matter discharge port (T2) in the second accumulation unit (16) during the time for discharging the solid matter accumulated in (15).

The solid protection device according to claim 1 or 2, wherein the first protection valve ( 9 ) And the first airtight valve ( 10 ) Set, second protection valve ( 12 ) And second airtight valve ( 13 ) When the solid material accumulated on the protective valve is moved downstream by opening the valve, the valve is opened in the order of the airtight valve and protective valve, ( 7 ) A solid matter separation device that performs a valve closing operation in the order of a protective valve and an airtight valve when the valve is closed when solid matter is moving inside.

The solid matter separation device according to claim 2 or 3, wherein the first accumulation unit. ( 15 ) The volume of the second accumulator ( 16 ) A solids separation device configured to be larger than the volume of the solids.